Устройство для параллельной фильтрации частотно-модулированных радиоимпульсов Советский патент 1983 года по МПК H03H17/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах для .согласованной обработки ширдкополосных сигналов с частотной модуля цией. Известно устройство для параллельной фильтрации частотно-модули рованных радиоимпульсов, содержаще N каналов обработки сигналов с общим входом и нагруженных на общий сумматор. Устройство реализует способ оптимальной обработки широк полосных радиосигналов., который предполагает разбиение спектра обр батываемого сигнала на ряд участков. Спектральные составляющие отдельных участков преобразуют по частоте, обрабатывают преобразо ванные сигналы посредством оптимальных фильтров, число которых вы бирается равным числу участков . спектра широкополосного сигнала. Затем производят обра±ный перенос всех спектральных составляющих на исходные частоты и когерентно сумм руют части сигнала, формируя выход ной сигнал . Недостатком такого устройства является то, что из-за неидентичности используемых оптимальных фильтров и нестабильности их парамет ров- нарушается когерентность сумми руемых сигналов. Это приводит к снижению качественных показателей обработки сигнала. Наиболее близким техническим решением является устройство для параллельной фильтрации частотномодулированных ргщиоимпульсов, содержащее N каналов обра;ботки, входы которых объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора, а также генератор контрольных сигналов, причем каждый канал обработки состоит из последовательно соедине ных полосового фильтра, первый вход которого является входом кана ла обработки, а второй и третий вх ды подключены соответственно к первому и второму входам генератора контрол.ьных сигналов, первого сгдасителя и дисперсной линии задержки, выход которой подключен че рез последовательно соединенные детекЮр огибающей, фазовый детектор, другой вход которого подключен к третьему выходу генератора контрольных сигналов, и перестраи ваемый генератор к второму входу первого смесителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй смеситель и второй узкополосный фильтр - к первому входу третьэго смесителя, другой йход которого подключен к выходу дисперсной линии задержки а выход является выходом канала обработки 2. Однако на выходе сумматора наряду с обработанным сигналом присутствует N+1 гармонический контрольный сигнал. Контрольные сигналы являются для полезного сигнала помехой и это затрудняет обработку слабых сигналов. Снижение амплитуды контрольных сигналов приводит к снижению точности фазирования. Недостатком устройства являет- . ся невозможность обеспечить высокую точность фазирования. Целью изобретения является повышение точности фазирования и расширение динамического диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для параллельной фильтрации частотно-модулированных радиоимпульсов, содержащее N каналов обработки, входы которых объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора, а также гене-, ратор контрольных сигналов, причем каждый канал обработки состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, первый вход которого является входом канала обработки, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму входам генератора контрольных сигналов, первого смесителя и дисперсной линии задержки, выход которой подключен через последовательно соединенные детектор огибающей, фазовый детектор, другой вход которого подключен к третьему выходу генератора контрольных сигналов, и перестраиваемый гене ратор к второму входу первого смесителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй смеситель и второй узк-опо- : лосный фильтр - к первому входу третьего смесителя, другой вход которого подключен к выходу дисперсионной линии задержки, а выход является выходом канала обработки, введены последовательно соединенные четвертЕлй смеситель, третий узкополосный фильтр и пятый смеситель, .включенные между выходом сумматора и (N+1)-HM его входом, причем вторые входы четвертого и пятого смесителей подключены к первому выходу генератора контрольных сигналов, а в каждый кангш обработки введен четвертый узкополосный филь.тр, включенный между выходом сумматора и вторым входом второго смесителя, при этом в каждый канал обработки, кроме N-ro, введен фазовращатель , включенный между вторым выходом генератора контрольных сигналов и. третьим входом полосового фильтра, а {Н+2)-ой, вход сумматора объединен с третьим входом полосового фильтра N-ro канала Обработки. На чертеже, представлена струнтурная электрическая схема устфойства для параллельной фильтраци частотно-модулированных радиоимпульсов. Устройство содержит N каналов (l-l)-(l-N) обработки, каждый из которых состоит из полосового филь ра (2-l)-(2-N), смесителя (3-1)-(3 дисперсионной линии (4-l)-(4-N) задержки, смесителя (5-1)-(5-N ), п рестраиваемого генератора (б). (6-N), детектора- (7-.1,)-{7-N ) огибаЮщей, фазового детектора (8-1) (8-N), узкополосного фильтра (9-1) O-N), смесителя (lO-l)-(lO-N), уз кополосного фильтра (11-1)-(11-N), контрольные сигналы вырабатываются генератором 12 контро-льных сигналов, общим для всех каналов о работки. Все каналы нагружены на сумматрЕ) 13. Дополнительно включейы фазЬнращатели (14-1)-(14-N) и узкополосные фильтры (15-1)-{15-N) Устройство содержит также смеситель 16, узкополосный фильтр 17 и смеситель 18. В каждом канале последовательно ;соединены полосовой фильтр 2-i (tvB i 1 ,2 ,, . . N), смеситель 3- i, дисперсионная линия задержки 4-i и смеситель 5-i. Выход дисперсионной линии задержки 4-i подключен к второму входу смесителя 3-i через детектор 7-1 огибающей, фазовый детектор 8-i и перестраиваемый генератор б-i. Второй вход фазового детектора 8-1 соединен с выходол4 генератора 12 контрольных сигналов, на котором выделяется огиба ющая контрольных сигналов, поступа ющих в канал обработки. Выход дисперсионной линии 4-1 задержки под.ключей к второму входу смесителя 5-1 через узкополосный фильтр 9-i, еяйеситель 10-i и узкополосный филь.тр 11-1 .Второй вход смесителя IQ-i через узкополосный фильтр 15подключен к выходу .сумматора 13. Второй вход полосового фильтра (2-l)-(2-N) соединен с выходом ге-г нератора 12 контрольных сигналов непосредственно, а третий вход полосового фильтра (2-1)-(2-N-1 ) через фазовращатель 14-. Выход генератора 12 контрольных сигналов на котором формируется контрольный сигнал частоты f , подключен к входам смесителей 16 18. Второй вход смесителя 16 соединен с выходом смесителя 18 через узкополосный фильтр 17. Второй вход смесителя 18 соединен с выходом сумматора 13. ВторАй дополнительный вход полосового фильтра 2-N объединен с входом сумматора 13. Устройство работает следующим образом. . Например, на вход канала 1-1 обгработки наряду с частью обрабатываемого сигнала подаются два контрольных снгнсша с частотами f и fj На вход канала 1-М обработки подаются контрольные сигналы с частотами f| и f| . Общий для обоих каналов контрольный сигнал с частотой f«-. используется для взаимной фазировки каналов. На выходе суквлатора 13 присутствует сумма контрольных сигналов частоты f,nponiejt5imx через каналы 1-1 и 1-N обработки. Разность фаз и амплитуд этих сигналов обусловлена неидентичнрстью канальных дисперсионных линий 4-1 и 4-N задержки и нестабильностью их параме рОв. Сумма этих контрольных сигналов через узкрполосные фильтры 15-1 и ;15-N поступает соответст-г венно на смеситель 10-1 и 10-N. € помощью смесителя 10-1 и 10-N и узкоподосньйг фильтров 11-1 и вырабатывается гетеродинное нап1ряжение таким образом, что контрольные сигналы, прошедшие через разные каналы, на. выходе сум«1атора 13 оказываются равными по величине к противоположными по фазе и крмпенсируют друг друга. Такуол образом, по частоте сопряжения набеги фаз в кана лах отличаются йа 180. Для устранения этого контрольный сигнал частоты f подается в канал обработки 1-N непосфёдственно, а на вход канала обработки 1-1 через фазовращатель 14-1, осуществляющий сдвиг фазы на 180°. Аналогично осуществляется фазировка и компенсацией контрольных сигналов, которые являются общими для других каналов обработки (l-2)-(l-N-l). На выходе сумматора 13 остаются нескомпенсированными конграад шле сигналы с ч.астотами fjjg и . Сигнал частоты f jHCпользуется в N-OM канале для формирования второго гетеродинного ко лебания. Поэтому для компенсации этого сигнаяй достаточно подключить третий выход полосового фильтра 2-N к входу cyii«u aTopa 13. Сигнал частоты С. в канале 1-1 обработки не используется для выработки второго гетеродинного напряжения. Поэтому для компенсации этого контрольного сигнала нео.бходимо включить между генератором 12 контрольных сигнсшов и сумматором цепь, состоящую из смесителя 16, узкополосного фильтра 17 И смесителя 18. Работа этой цепи аналогична цепи выработки второго гетеродинного напряжения в каждом из каналов обработки. Таким образом, оказываются скомпенсированными все контрольные

-сигналы. Параметры дисперсионных линий задержки 4-i изменяются во времени медленно, С учетом этого постоянная времени цепи компенсации контрольных сигналов выбирается большой.Этим исключается влияние полезных сигналов на качество фазирования каналов и компенсацию контрольных сигналов.

Компенсация контрольных сигналов на выходе сумматора 13 расширяет динамический диапазон устрой ства обработки на 30-40 дБ. При этом оказываете возможным увеличить амплитуды контрольных сигналов, что приводит к пропорциональному увеличению точности фазирования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ РАДИОИМПУЛЬСОВ, содержащее N каналов обработки, входьц которого объединены и являются входом устройства, а выходы подключены к входам сумматора, а также генератор контрольных сигналов, причем каждый канал обработ ки состоит из последовательно сое-. диненных полосового фильтра, первый вход которого является входом канала обработки, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму входам генератора контрольных сигналов, первого смесителя и дисперсионной линии задержки, выход которой подключен через последовательно соединенные детектор огибающей, фазовый детектор, другой вход которого подключен к третьему выходу генератора контрольных сигналов, и перестраиваемый генератор к второму входу первого ; смесителя и через последовательно соединенные первый узкополосный фильтр, второй смеситель и второй узкополосный фильтр - к первому входу третьего смесителя, другой вход которого подключен к выходу дисперсионной линии задержки, а -выход является выходом канала обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фазирования и расширения динамического диапазона, в него введены.последовательно соединенные четвертый смеситель , третий узкополосный фильтр и пятый смеситель, включенные между выходом сумматора и (Н-«-1)-ым его входом, причем вто-, (Л рые входы четвертого и пятого смесителей подключены к первому выходу генератора контрольных сигналов, а в каждый канал обработки введен четвертый узкополосный фильтр включенный-между выходом сумматора и втоЕялм входом второго смесителя, при этом в каждый канал обр&бот- ки, кроме М-го, введен фазовра1га- . м тель, включенный между вторым выходом генератора контрольных сиг icn налов и третьим входом полосового фильтра, а (Ы+2)-ой вход сумматора объединен с третьим входом полосового фильтра N-ro канала обработки.